催化裂化汽提技术的研究

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1、催化裂化汽提技术的研究摘要催化装置是石油炼化企业的核心，催化装置能否提高轻质油收率，降低焦炭产率，对炼油企业提高经济利润意义重大。而随着原油性质劣化的现象越来越严重，汽提技术的高效性、先进性也被越来越多的工程技术人员关注。作者综合了各类在用的汽提设备技术，并分析了国内外最先进的新型气体设备。并分析出汽提工艺参数的优化对汽提效率的影响。关键词原油；催化裂化；汽提；环形挡板；填料流化床；参数优化；催化裂化（FCC）作为石油炼制企业的主要生产装置，在石油加工中占有重要地位，是实现原油深度加工、提高轻质油收率、品质、和经济效益的有效途径，是液化石

2、油气、汽油、柴油的主要生产手段，在炼油中占有举足轻重的地位。汽提器是反应和再生之间的中间环节，是催化裂化装置的关键设备。而许多工业装置的焦炭含氢量（按烟气分析计算）常常在8%以上，说明焦炭中的可汽提碳较多，老结构形式已不能满足要求，因此汽提段的改进很有必要。1汽提设备的研究1．1环形挡板的改造根据多年的研究开发和设计应用，目前国内外催化装置汽提器设计中最常采用的是环形挡板【2】。环形挡板具有结构简单、容易制造和施工、操作安全稳定等优点。因此，人们对环形挡板做了许多改进，并产生了许多专利。国外对汽提器研究最多的是MobilOilCorpor

3、ation和UOP2家公司，前者早在20世纪90年代就提出了在挡板上开孔的方法【3】。基于“在挡板上开孔”的思想，着眼于提高汽固接触空间，洛阳石油化工工程公司张振千在内外挡板上增设大孔结构，提高汽提器内固相催化剂的填充率，并配合2段汽提工艺，在提高汽提效率上取得了不错的效果【4】。UOP公司发明了一种在挡板上具有完全分布开孔的方法，并获得专利。该方法在挡板上采用了完全分布且孔径大小不一的开孔，使得催化剂在汽提段内横向分布更加均匀，提高了汽固之间的活性接触，同时也使得汽提段的操作弹性加大，而这主要归功于小孔产生的小射流所带来的最有效的汽提【

4、5】。类似的还有UOP的汽提器挡板上不均匀分布开孔技术，于2004年获得美国专利【6】。在改变挡板的倾角上，UOP公司对此也作了研究，其开发了具有基本上水平的挡板的汽提器【7】。而目前普遍采用倾角都是与水平面成45。角。倾斜的挡板具有一定的高度，因而限制了给定高度的汽提段所能安装的塔板数。汽提段挡板数目越多，汽提效果越好。且倾斜挡板高低端有一定的压差，流体力学上处于不均匀状态，导致高端腐蚀比低端严重，影响催化剂分布。采用倾角更小甚至水平的挡板，则催化剂容易积聚，需要提高档板上的流化，而这需要提高汽提介质的流速。文献[5]也对不同挡板倾角的

5、气体效率作了考察，考虑到催化剂流动的修止角和内摩擦角的影响，允许的该夹角范围为30—60°，结果发现采用其专利技术在倾角30°的情况下有着更好汽提效果和处理能力【8】。此外，许多环形挡板都采用裙板，对提高汽提效果也起到了一定作用。1．2新型环流汽提器国外对环流汽提器的研究比较深入，目前这方面的专利技术很多。比如，VanKleeck和DavidA等人提出了一种具有多个同心环形套筒结构的汽提器结构【9】，采用多个不同直径的环形挡板将汽提器分隔成多个环形空间，在底部多个分布器管的作用下，催化剂依次从内向外经过各个环形空间，最终离开汽提器，这相当

6、于多个汽提器串联。再如，RandyJ和Zinke等人提出了一种具有多层隔栅结构的汽提器【10】，其主要目的是加强气固之间的逆向接触，而且这种结构也比较紧凑，相对处理量也比较大。石油大学(北京)将气液环流的原理应用于气固体系，开发出了一种新型的催化裂化环流汽提器，该结构通过颗粒的环流实现气固之间的高效接触，达到了对催化剂进行多次汽提，并分别引出油气的目的。相比环形挡板汽提器，该环流汽提器具有更高的汽提效率，更好的操作弹性，而且结构也相对比较简单，是一种值得工业推广的新型汽提结构【11】。该成果已申请专利，并已应用于山东广饶石化总厂催化裂化装

7、置的再生剂烟气汽提器上，取得了很好的效果【12】。1．3新型填料流化床汽提器该技术目前在国内尚无前人做任何研究工作，国外早在1997年Koth—Glitsh公司开始了KFBE规整填料型汽提器的研究【13】。如图l，KFBE型规整填料由相互交错连接的板条组成，板条与汽提段轴向呈一定的角度。研究人员通过试验比较了环形挡板和几种KFBE填料作内构件的汽提器的性能，发现后者在当量高度的汽提效率、活动空问、约束区乳化相速度等方面比前者有更大的优势；并且认为，KFBE通过采用相互交错的板条，消除了催化剂死区和气体阻滞区，汽提段内的活动空间增加了15％

8、～60％，提高了催化剂的停留时间，降低了汽提段的催化剂流速和密度，避免了油气返混。据报道，这一技术于2000年6月在TotalFi-naElfAntwerp炼油厂的第二套FCC装置改造中采用，